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如果您的應(yīng)用程序與那些能夠同時處理多個任務(wù)的應(yīng)用程序相比表現(xiàn)不佳，很可能是因為它是單線程的。解決這個問題的方法之一是采用多線程技術(shù)。
以下是一些可以考慮的方法：
適當(dāng)?shù)厥褂眠@些方法，可以徹底改變您的應(yīng)用程序，并推動您的職業(yè)發(fā)展。下面我們來看看如何將您的應(yīng)用程序轉(zhuǎn)變?yōu)楦咝У亩嗑€程應(yīng)用。
第一種選擇是使用線程（Thread）類。通過這種方式，您可以直接控制線程的創(chuàng)建和管理。以下是一個示例：
CustomTask 每隔50毫秒從0數(shù)到 count - 1。
public class CustomTask implements Runnable { private final String name; private final int count; CustomTask(String name, int count) { this.name = name; this.count = count; } @Override public void run() { for (int i = 0; i < count; i++) { System.out.println(name + "-" + i + " from " + Thread.currentThread().getName()); try { Thread.sleep(50); } catch (InterruptedException e) { throw new RuntimeException(e); } } }}a、b 和 c 是該類的三個實例。
Thread a = new Thread(new CustomTask("a", 5));Thread b = new Thread(new CustomTask("b", 10));Thread c = new Thread(new CustomTask("c", 5));請注意，b 預(yù)計計數(shù)的次數(shù)是其他實例的兩倍。您希望在 a 和 c 順序運行的同時運行 b。
您可以非常容易地實現(xiàn)這種行為。
// 首先啟動 a 和 b。a.start();b.start();// a 完成后開始 c。a.join();c.start();以下是結(jié)果:
a-0 from Thread-0b-0 from Thread-1b-1 from Thread-1a-1 from Thread-0b-2 from Thread-1a-2 from Thread-0b-3 from Thread-1a-3 from Thread-0b-4 from Thread-1a-4 from Thread-0b-5 from Thread-1c-0 from Thread-2b-6 from Thread-1c-1 from Thread-2b-7 from Thread-1c-2 from Thread-2b-8 from Thread-1c-3 from Thread-2b-9 from Thread-1c-4 from Thread-2a 和 b 同時開始運行，輪流輸出。a 完成后，c 開始執(zhí)行。此外，它們?nèi)吭诓煌木€程中運行。通過手動創(chuàng)建 Thread 實例，您可以完全控制它們。
然而，請注意，低級線程處理也需要同步和資源管理，這可能更容易出錯和復(fù)雜。
當(dāng)您需要對大型集合中的所有元素應(yīng)用相同、重復(fù)且獨立的任務(wù)時，并行流非常有效。
例如，圖像調(diào)整大小是一個需要按順序運行的繁重任務(wù)；當(dāng)您有多個圖像需要調(diào)整大小時，如果按順序執(zhí)行，將需要很長時間才能完成。在這種情況下，您可以使用并行流并行調(diào)整它們的大小，如下所示。
private static List<BufferedImage> resizeAll(List<BufferedImage> sourceImages, int width, int height) { return sourceImages .parallelStream() .map(source -> resize(source, width, height)) .toList();}這樣，圖像將同時調(diào)整大小，節(jié)省了大量寶貴的時間。
當(dāng)實現(xiàn)不需要精確的線程控制時，可以考慮使用 ExecutorService。ExecutorService 提供了更高層次的線程管理抽象，包括線程池、任務(wù)調(diào)度和資源管理。
ExecutorService 是一個接口，它最常見的用法是線程池。假設(shè)您有大量的異步任務(wù)堆積在一起，但是同時運行所有任務(wù)——每個任務(wù)占用一個線程——似乎太多了。線程池可以通過限制最大線程數(shù)來幫助您。
下面的示例中，我們使用 Executors.newFixedThreadPool() 實例化 ExecutorService 來使用 3 個線程運行 10 個任務(wù)。每個任務(wù)只打印一行。請注意，我們在之前的部分中重用了之前定義的 CustomTask。
ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(3);for (int i = 0; i < 10; i++) { executorService.submit(new CustomTask(String.valueOf(i), 1));}executorService.shutdown();這將打印以下結(jié)果:
0-0 from pool-1-thread-12-0 from pool-1-thread-31-0 from pool-1-thread-24-0 from pool-1-thread-33-0 from pool-1-thread-25-0 from pool-1-thread-16-0 from pool-1-thread-17-0 from pool-1-thread-38-0 from pool-1-thread-29-0 from pool-1-thread-310 個任務(wù)在 3 個線程中運行。通過限制特定任務(wù)使用的線程數(shù)，您可以根據(jù)優(yōu)先級分配線程數(shù)：對于重要且頻繁的任務(wù)使用更多線程，對于瑣碎或偶爾的任務(wù)使用較少線程。ExecutorService 具有高效和簡潔的特點，是大多數(shù)多線程場景的首選選項。
如果您需要更多的控制和靈活性，請查看 ThreadPoolExecutor，它是 Executors.newFixedThreadPool() 返回的 ExecutorService 的實際實現(xiàn)。您可以直接創(chuàng)建其實例或?qū)⒎祷氐?nbsp;ExecutorService 實例轉(zhuǎn)換為 ThreadPoolExecutor 實例以獲得更多控制權(quán)。
ForkJoinPool是另一種線程池，正如其名稱所示。雖然它在許多其他異步方法的底層使用中，但對于可以分解為較小且獨立子任務(wù)的任務(wù)來說，它也非常強大，這些任務(wù)可以通過分而治之的策略來解決。
其中一個任務(wù)是圖像調(diào)整大小。圖像調(diào)整大小是分而治之問題的一個很好的例子。使用ForkJoinPool，您可以將圖像分成兩個或四個較小的圖像，并同時調(diào)整它們的大小。以下是ImageResizeAction的示例，它將圖像調(diào)整為給定的大小。
package multithreading;import java.awt.image.BufferedImage;import java.util.concurrent.RecursiveAction;public class ImageResizeAction extends RecursiveAction { private static final int THRESHOLD = 100; private final BufferedImage sourceImage; private final BufferedImage targetImage; private final int startRow; private final int endRow; private final int targetWidth; private final int targetHeight; public ImageResizeAction(BufferedImage sourceImage, BufferedImage targetImage, int startRow, int endRow, int targetWidth, int targetHeight) { this.sourceImage = sourceImage; this.targetImage = targetImage; this.startRow = startRow; this.endRow = endRow; this.targetWidth = targetWidth; this.targetHeight = targetHeight; } @Override protected void compute() { if (endRow - startRow <= THRESHOLD) { resizeImage(); } else { int midRow = startRow + (endRow - startRow) / 2; invokeAll( new ImageResizeAction(sourceImage, targetImage, startRow, midRow, targetWidth, targetHeight), new ImageResizeAction(sourceImage, targetImage, midRow, endRow, targetWidth, targetHeight) ); } } private void resizeImage() { int sourceWidth = sourceImage.getWidth(); double xScale = (double) targetWidth / sourceWidth; double yScale = (double) targetHeight / sourceImage.getHeight(); for (int y = startRow; y < endRow; y++) { for (int x = 0; x < sourceWidth; x++) { int targetX = (int) (x * xScale); int targetY = (int) (y * yScale); int rgb = sourceImage.getRGB(x, y); targetImage.setRGB(targetX, targetY, rgb); } } }}請注意，ImageResizeAction繼承了RecursiveAction。RecursiveAction用于定義遞歸的調(diào)整大小操作。在此示例中，圖像被分成兩半并并行調(diào)整大小。
您可以使用以下代碼運行ImageResizeAction：
public static void main(String[] args) throws IOException { String sourceImagePath = "source_image.jpg"; String targetImagePath = "target_image.png"; int targetWidth = 300; int targetHeight = 100; BufferedImage sourceImage = ImageIO.read(new File(sourceImagePath)); BufferedImage targetImage = new BufferedImage(targetWidth, targetHeight, BufferedImage.TYPE_INT_RGB); ForkJoinPool forkJoinPool = new ForkJoinPool(); forkJoinPool.invoke(new ImageResizeAction(sourceImage, targetImage, 0, sourceImage.getHeight(), targetWidth, targetHeight)); ImageIO.write(targetImage, "png", new File(targetImagePath)); System.out.println("圖像調(diào)整大小成功！");}借助ForkJoinPool的幫助，您現(xiàn)在能夠更高效地調(diào)整圖像的大小，具有更好的可伸縮性，并最大程度地利用資源。
通過CompletableFuture，您可以完全發(fā)揮Future的功能，并擁有許多額外的特性。其中最突出的功能是它能夠鏈?zhǔn)降剡B接異步操作，使您能夠構(gòu)建復(fù)雜的異步管道。
public static void main(String[] args) { CompletableFuture<Void> future = CompletableFuture.supplyAsync(() -> { System.out.println(Thread.currentThread().getName()); return "Hyuni Kim"; }).thenApply((data) -> { System.out.println(Thread.currentThread().getName()); return "我的名字是" + data; }).thenAccept((data) -> { System.out.println(Thread.currentThread().getName()); System.out.println("結(jié)果：" + data); }); future.join();}上述代碼展示了CompletableFuture的一個關(guān)鍵方面：鏈?zhǔn)讲僮?。通過CompletableFuture.supplyAsync()，首先創(chuàng)建并運行一個返回字符串結(jié)果的CompletableFuture。thenApply()接受前一個任務(wù)的結(jié)果，并執(zhí)行其他操作，本例中是添加一個字符串。最后，thenAccept()打印生成的數(shù)據(jù)。結(jié)果如下所示：
ForkJoinPool.commonPool-worker-1ForkJoinPool.commonPool-worker-1ForkJoinPool.commonPool-worker-1Result: My name is Hyuni Kim有3個任務(wù)沒有在主線程中運行，這表明它們與主邏輯并行運行。當(dāng)您有具有結(jié)果并需要鏈接的任務(wù)時，CompletableFuture將是一個很好的選擇。
多線程是一種強大的工具，可以幫助開發(fā)人員優(yōu)化性能、提升用戶體驗、增強并發(fā)處理能力，并充分利用計算機(jī)的資源。
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